TW202225827A - 通過對比氣體之蝕刻終點 - Google Patents

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Abstract

本發明包括一種修復微影光罩缺陷之方法，該方法包括下列步驟：（a.）引導粒子束到缺陷上，以引起對缺陷的局部蝕刻操作；（b.）使用反向散射粒子、及/或二次粒子、及/或由蝕刻操作所產生另一自由空間訊號來監控蝕刻操作，以偵測從對缺陷的局部蝕刻操作到對缺陷下方的光罩的一元件的局部蝕刻操作之轉變；（c.）供給至少一對比氣體以增加偵測該轉變的對比。

Description

通過對比氣體之蝕刻終點
本發明有關一種藉助於粒子束以修復微影光罩缺陷之方法、裝置及電腦程式。
由於微電子領域的積體密度穩定增加，使得微影光罩（以下通常簡稱「光罩」）必須將越來越小的結構元件成像到一晶圓的光阻層中。為滿足這些要求，曝光波長正轉移為更短的波長。目前，用於曝光的主要是氟化氬（argon fluoride，ArF）準分子雷射器，這些雷射器發射波長為193 nm的光。關於在極紫外（Extreme Ultraviolet，EUV）波長範圍（10 nm至15 nm）發射的光源及對應的EUV光罩之相關工作正密集開展。藉由同時發展傳統二元微影光罩的多種變體，已提高晶圓曝光處理的解析能力。其示例是相位光罩或相移光罩及用於多次曝光的光罩。
由於結構元件的尺寸不斷減小，使得微影光罩生產無法始終在晶圓上不會顯現或可見的缺陷。由於光罩的生產成本高昂，因此會盡可能修復有缺陷的光罩。
微影光罩有兩重要缺陷，首先是暗缺陷，其次是清晰缺陷。
暗缺陷為存在不期望出現的吸附劑材料及/或相移材料之位置。較佳係，藉助局部蝕刻操作去除多餘的材料來修復這些缺陷。
相比之下，清晰缺陷是光罩上的缺陷，當在一晶圓步進式曝光機（Wafer stepper）或晶圓掃描式曝光機（Wafer scanner）中進行光學曝光時，相較一相同的無缺陷的參考位置，其具有更高的透光度。在光罩修復處理中，可藉由沉積具有適當光學特性的材料來消除此清晰缺陷。理想上，用於修復的材料之光學特性應符合吸附劑或相移材料的光學特性。
去除暗缺陷之一方法是使用直接導向待修復（曝光）缺陷之電子束。由於使用電子束，特別係，可將該電子束精確操縱及定位到缺陷上。結合一前驅氣體（亦稱為處理氣體），其可存在於待修復的光罩的氣體環境中，亦可吸附在光罩本身上，憑藉入射電子束可引起類似於一局部蝕刻操作的反應。此引發的局部蝕刻操作可從一光罩中去除（缺陷的）過量材料的某些部分，使得可產生或恢復微影光罩所期望的吸附特性及/或相移特性。
或者，亦可選擇所使用的前驅氣體，使得曝光於該電子束時可引起沉積處理。因此，可在明顯的缺陷上沉積附加的材料，以局部降低光罩的透光度及/或增加相移特性。
待修復的光罩通常可具有由至少兩材料組成的多層結構，其典型上配置一在另一者上。在此，上部材料（面向電子束的材料）可用作吸附材料、相移材料或缺陷的材料，而下部材料可用作待修復的微影光罩的基材或載體材料（或用作缺陷下方的的一元件的材料）。
在電子束或用於蝕刻或沉積的另一粒子束、與前驅氣體或缺陷的材料交互作用下，可能存在電子或粒子的反向散射。例如，可同時偵測反向散射電子與蝕刻及/或沉積處理，此導致反向散射電子的訊號（例如EsB訊號，EsB：能量選擇反向散射（energy-selective backscattering））。或者或此外，還可透過粒子束與前驅氣體或缺陷材料的交互作用處理，產生二次粒子，例如電子。例如，二次電子可導致二次電子訊號（SE訊號），該訊號同樣可與蝕刻或沉積處理同時偵測。藉由在蝕刻操作及/或沉積操作期間偵測所提及的粒子或因此產生的訊號，可監控修復操作的進程。
更具體地，正確且精確偵測從缺陷材料的蝕刻操作到缺陷下方元件材料的轉變對於修復操作的成功至關重要。此亦稱為蝕刻終點（Endpoint）。精確的蝕刻終點可最終確保待修復的光罩在蝕刻操作結束後，具有所期望的吸附特性及/或相移特性，且例如，缺陷材料下方的基材材料不受蝕刻操作的影響及/或去除。由於半導體產業中對於晶圓結構要求其高精確度，因此對微影光罩的修復提出類似的嚴格要求。
藉由偵測在蝕刻操作期間（在待蝕刻材料上）所形成的反向散射及/或二次粒子來監控蝕刻操作，可獲得一種蝕刻操作的即時影像。因此，可藉由所提及的粒子束的變化對比來確定材料之間的蝕刻操作的轉變。然而，在某些情況下，此對比可能會大大減弱，例如當蝕刻操作中存在的材料僅略有不同（例如具有一相似的原子序）時，則無法準確確定蝕刻終點（蝕刻操作從缺陷材料到缺陷下方元件材料的轉變）。
儘管存在此問題，已知各種作法可實現精確的結果：
美國專利公開案US 2004/0121069 A1揭露一種藉由帶電粒子束系統修復相移光罩的方法。本文使用來自一掃描電子顯微鏡的佈局數據，作為確定蝕刻終點的替代。基於特定點的仰度及表面坡度，佈局數據可用於調整缺陷環境內每一點的帶電粒子束劑量。
美國專利案US 6,593,040 B2揭露一種用於校正光罩中的相移缺陷的方法及裝置。此包括掃描光罩及使用一AFM（Atomic Force Microscope，原子力顯微鏡）對缺陷進行三維分析。基於三維分析，建立蝕刻圖，並根據蝕刻圖控制聚焦離子束（Focused Ion Beam，FIB）以去除缺陷。為了使修復處理具有更高的準確度，生產FIB的試樣並進行三維分析。
然而，這些作法既費時又複雜。此外，蝕刻率始終無法精準預測，因此，儘管付出努力且複雜，始終無法給出最佳結果。
因此，所要解決的問題是進一步改善對缺陷的蝕刻操作。
如下所述，上述目的至少部分藉由本發明的各種樣態實現。
本申請主張德國專利案DE 10 2020 216 518.1的優先權，其在此併入供參考。
一具體實施例可包括一種修復微影光罩缺陷的方法。在此方法中，（a.）可引導一粒子束到待修復的缺陷上，以引起對缺陷的局部蝕刻操作。 （b.）可使用反向散射粒子及/或二次粒子及/或由該蝕刻操作所產生另一自由空間訊號監控蝕刻操作，以偵測從對缺陷的局部蝕刻操作到對缺陷下方的光罩的一元件的局部蝕刻操作之轉變。此外，（c.）可供給至少一對比氣體以增加偵測該轉變的對比。
本發明的發明人已認識到，藉由供給一對比氣體（進入待修復的光罩周圍的氣體環境中），可顯著改善轉變的偵測。這在當用於偵測轉變的訊號變成難以偵測或在轉變時無法偵測的情況下特別有用（該轉變意指反向散射粒子、二次粒子及/或由蝕刻操作所產生的另一自由空間訊號；原則上，亦認為可適用於偵測轉變的所有其他訊號類型；以下，為簡單起見，始終參考自由空間訊號）。具體地，在此情況下，在不同程度上影響缺陷的材料或一下方元件材料的訊號產生的一對比氣體，能夠在對比的相對增加上有極高的貢獻。更具體地，已經發現可在顯著程度上達到此效果，而無需顯著中斷蝕刻操作。因此，可以可靠確定蝕刻操作的蝕刻終點，而無需任何迭代方法或特別複雜的測量裝置。
例如，在EsB確定蝕刻終點的脈絡中，希望達到至少10的灰階差異，例如使用總共256個灰階，以能夠確保蝕刻終點的精確判斷。此處原則上，例如取決於所使用的偵測器系統（其可包括硬體及軟體組件），亦可獲得不同的必要灰階差異。在可能灰階的數量變化的情況下，可考慮除了10以外的一對應變化的灰階差異，以能夠執行蝕刻終點確定。灰階差異在此可與比率有關，該比率為當去除缺陷材料時產生的反向散射電子的一訊號強度與當粒子束擊中缺陷下方的一材料時產生的一訊號強度之比。然而，蝕刻終點不限於本文描述的EsB確定蝕刻終點，但可亦使用不同的機制來達到反向散射及/或二次電子產生，使得可精準偵測從處理（例如去除）一第一材料到一第二材料之轉變，如本文中的一般術語所述。除了本文描述的EsB確定蝕刻終點之外，可亦使用上述灰階差異來達到處理中對應的蝕刻終點確定，且在256個可能的灰階階段情況下，10的灰階差異應僅視為說明性指引值。
特別是，在所涉及材料的原子序僅有微小差異的情況下，可藉由供給一對比氣體來改善蝕刻終點。例如，在此可採取材料相依及/或特定應用的方式來選擇對比氣體。此能夠更精確且可靠確定一蝕刻操作的蝕刻終點，從而更精確修復一微影光罩上的缺陷，而無需接受不利產量損失或蝕刻操作本身的不利影響。
粒子束的粒子可例如是電子、質子、離子、原子、分子、光子等。
例如，可選擇對比氣體，使得對比氣體在缺陷下方的一元件材料（以下亦稱為光罩材料）的一吸附率及/或停留時間，（至少在時間平均上）高於對比氣體在缺陷的材料（缺陷材料）的一吸附率或停留時間。此可伴隨著期望的要求，（相較於缺陷的材料）對比氣體優先及/或更快吸附在缺陷下方的元件材料上及/或停留更長時間。對比氣體於光罩材料上的較佳吸附可能有各種原因。例如，透過物理吸附，對比氣體在光罩材料上顯示的停留時間可能比在缺陷材料上的停留時間更長。同樣可能的是，由於光罩材料上的化學吸附，對比氣體比缺陷材料具有更長的停留時間。
憑藉此較佳吸附，由於對訊號產生更大影響，可確保更高的對比度，該訊號是經由對比氣體本身及/或經由對比氣體與第二材料的一更強交互作用所產生的。例如，此可以EsB或SE訊號（或另一合適的訊號）中產生光罩材料的更強對比。相較缺陷材料，吸附在光罩表面的對比氣體可能會產生一更強或更弱的EsB訊號及/或一更強或更弱的SE訊號。
通常可選擇所使用的對比氣體，使得其對缺陷的材料的親合力低於對缺陷下方的一元件材料的親合力。首先，此可確保對比存在更明顯的相對增加，由於對比氣體較佳吸附在缺陷下方的元件上，相較缺陷材料，在其中產生用於偵測轉變的訊號係因此受到更大程度的影響。其次，此可亦使蝕刻操作的中斷最小化，因為當對缺陷的局部蝕刻操作已經結束時，粒子束只會更大程度地擊中對比氣體。
或者或此外，可亦選擇對比氣體，使得其對缺陷的材料的親和力（吸附率及/或停留時間），低於用於蝕刻操作的一前驅氣體。或者或此外，可亦選擇對比氣體，使得其對缺陷下方的一元件材料的親和力（吸附率及/或停留時間）高於用於蝕刻操作的一前驅氣體。
更具體係，因此可採取一材料相依及基於應用的方式來選擇對比氣體。
此外，可選擇對比氣體，使得對比氣體對缺陷的材料，影響粒子的反向散射及/或二次粒子產生及/或由蝕刻操作所產生的其他空間訊號的程度，不同於對比氣體對下方元件的一材料的影響程度。例如，對比氣體的特徵可以使得由於其存在，在比較光罩及/或缺陷材料時，導致可偵測的反向散射粒子及/或二次粒子及/或其他自由空間訊號的不同特性材料。由於對比氣體在缺陷材料及/或光罩材料上的存在及/或吸附，有可能影響缺陷材料及/或光罩材料關於反向散射及/或二次粒子及/或其他自由空間訊號的自然特性，從而使偵測這些粒子的特徵，會因所使用的對比氣體而有所變化。例如，吸附在光罩材料表面上的對比氣體可衰減反向散射粒子及/或二次粒子的訊號、及/或從光罩材料發出的其他自由空間訊號的訊號。
還可選擇對比氣體，使得粒子束在對比氣體上的撞擊引起粒子額外的反向散射及/或二次粒子產生或一額外的其他自由空間訊號。
在一可能的具體實施例中，對比氣體可為一惰性氣體，例如一稀有氣體。此可有助於避免對比氣體對蝕刻操作的持續時間及品質產生（不利的）影響。對比氣體同樣可為一具有潛在反應性的氣體，其對蝕刻處理的成功幾乎沒有任何影響或沒有實質影響，無論其是否為惰性氣體。
對比氣體可至少兩獨立的間隔供給。因此，對比氣體並非僅一次性（以一高劑量）供給，可亦每隔一段時間（以一較低劑量）補充。此外，可在蝕刻操作（斬波）期間，以多個間隔供給對比氣體。例如，可對蝕刻操作中的動態改變做出反應。此可確保始終存在一足夠濃度的對比氣體，還可避免對比氣體過量。後者同樣利於避免因對比氣體的存在而對蝕刻操作產生不利影響。
斬波可亦藉由如兩或多個特徵週期來描述。首先，此可為氣體可流入的時間間隔。其次，此可為沒有氣體流入的後續時間間隔。此可藉由示例描述為連接到一前驅氣體（或對比氣體）的儲存器的一閥門的打開時間，該氣體通過閥門可到達反應部位，以及閥門維持一關閉狀態的時間。開閥與閉閥的典型時間比可為1：10（例如閥門開1秒、關10秒）、1：30或1：60，雖然原則上亦可使用不同的比率。
可在蝕刻操作開始後供給對比氣體，較佳為僅在預期的轉變之前，該預期的轉變是從對缺陷的蝕刻操作到對缺陷下方的光罩元件的蝕刻操作。此可進一步減少對比氣體對蝕刻操作的任何中斷。
亦可在不存在對比氣體下，引起局部蝕刻操作。可另外設想，僅在達到一預定的預期蝕刻進程後，供給對比氣體。無論如何，可能的情況是，僅在供給對比氣體後，啟動監控蝕刻操作。此處的情況可能是執行後面的方法步驟中的兩或所有三個。或者，相比之下，可亦在後者中僅執行單獨的方法步驟（例如，僅在供給對比氣體後，啟動監控蝕刻操作）。
例如，一預定蝕刻進程可與例如25%、50%、75%、90%或任何其他量級的蝕刻進程有關聯；一100％可與從蝕刻缺陷轉變到蝕刻缺陷下方的元件之蝕刻操作轉變的蝕刻進程有關聯。蝕刻操作及/或蝕刻進程可在操作員在場的情況下（例如為視覺蝕刻終點）或採取全自動化方式進行監控。
蝕刻操作的引發可例如藉由查找表校準進行。查找表可用於例如預先確定蝕刻的進程，例如作為時間函數、作為循環函數等。在達到預定的預期蝕刻進程後，可供給對比氣體。可確定蝕刻的預定進程，例如使用查找表，特別是對於所使用的蝕刻參數（粒子束參數、前驅氣體、待蝕刻材料等）。或者或此外，對於校準查找表的替代或補充，例如還可從記憶體中讀出一查找表，該查找表與對應或至少近似於該時刻進行的蝕刻操作的蝕刻參數有關。此一查找表同樣可如本文所述使用。使用一預定的預期蝕刻進程，特別是在一均勻缺陷成分的情況下，能夠精準估計蝕刻進程，因為在此情況下的蝕刻處理基本上可能是一線性處理（例如，蝕刻的相同進程可在相同的時間間隔內實現）。
為了引起蝕刻操作，還可向蝕刻操作的氣體環境供應用於蝕刻操作的一前驅氣體，該前驅氣體與入射粒子束交互作用，最終導致一蝕刻反應及去除缺陷材料。該過程可採取此一時間順序進行，即僅在供給前驅氣體後才供給對比氣體。此還可有助於進一步減少對比氣體對蝕刻操作的任何中斷。如此，例如，缺陷材料可較佳由前驅氣體覆蓋。相比之下，同樣可將兩氣體同時供給到進行蝕刻操作的氣體環境中。若合適，同樣可設想在前驅氣體之前，將對比氣體供給到蝕刻操作的氣體環境中。
前驅氣體可能會影響缺陷的材料及/或下方元件的一材料的粒子反向散射及/或二次粒子產生及/或其他空間訊號。
可選擇對比氣體，使得其在缺陷下方的一元件材料上置換前驅氣體，較佳係比在缺陷的材料上更強烈置換。此特別可確保在光罩材料上充分吸附對比氣體始終是可能的，且因此能早期辨識缺陷材料的蝕刻到下方元件材料的蝕刻的轉變。同時，前驅氣體在缺陷材料上的較低置換又可最小化蝕刻過程的中斷。
此處的一有用對比氣體可為一或多個氧化劑，例如O 2、O 3、H 2O、H 2O 2、N 2O、NO、NO 2、HNO 3及/或其他含氧氣體。同樣地，可使用一或多個鹵化物，例如Cl 2、HCl、XeF 2、HF、I 2、HI、Br 2、HBr、NOCl、NF 3、PCl 3、PCl 5、PF 3及/或其他含鹵素氣體。Cl 2可被視為是一較佳的對比氣體，因為其對局部蝕刻操作的干擾很小且會降低功函數（這會導致一更高的SE訊號）。有用的對比氣體同樣可包括具有還原作用的氣體，例如H 2、NH 3、CH 4、H 2S、H 2Se、H 2Te，及其他含氫氣體。同樣地，可使用氣態鹼金屬（例如Li、Na、K、Rb、Cs）作為對比氣體，或使用一電漿的成分（較佳為與樣品分別產生的遠端電漿）。此外，還可使用稀有氣體（例如He、Ne、Ar、Kr、Xe）。另一選擇是使用表面活性物質（例如，烷基氫氧化物、脂族羧酸、巰基烷烴、烷基胺、烷基硫酸鹽、烷基磷酸鹽、烷基膦酸酯，可亦使用芳香族及其他有機化合物代替烷基化合物）。應還指出，所提及的對比氣體可亦用作前驅氣體。
有用的前驅氣體可為一或多個（金屬、過渡元素、主族）烷基，例如環戊二烯基（Cp）-或甲基環戊二烯基（MeCp）-三甲基鉑（CpPtMe 3及/或MeCpPtMe 3）、四甲基錫（SnMe 4）、三甲基鎵（GaMe 3）、二茂鐵（Cp 2Fe）、二芳基鉻（Ar 2Cr）、雙環戊二烯基釕（Ru(C 5H 5) 2）、及其他此類化合物。同樣地，可使用一或多個（金屬、過渡元素、主族）羰基化合物，例如六羰基鉻（Cr(CO) 6）、六羰基鉬（Mo(CO) 6）、六羰基鎢（W(CO) 6）、八羰基二鈷（Co 2(CO) 8）、十二羰基三釕（Ru 3(CO) 12）、五羰基鐵（Fe(CO) 5），及/或其他此類化合物。同樣地，可使用一或多個（金屬、過渡元素、主族）醇鹽，例如四乙氧基矽烷（Si(OC 2H 5) 4）、四異丙氧基鈦（Ti(OC 3H 7) 4）、及其他此類化合物。此外，還可使用一或多個（金屬、過渡元素、主族）鹵化物，例如WF 6、WCl 6、TiCl 6、BCl 3、SiCl 4、及/或其他此類化合物。同樣地，可亦使用一或多個（金屬、過渡元素、主族）錯合物，例如雙（六氟乙酰丙酮）銅（Cu(C 5F 6HO 2) 2）、二甲基三氟乙酸金（Me 2Au(C 5F 3H 4O 2)）、及/或其他此類化合物。此外，可使用有機化合物，諸如CO、CO 2、脂肪族或芳香烴、真空泵油的成分、揮發性有機化合物，及/或其他此類化合物。應還指出，可亦設想使用列舉為對比氣體的前驅氣體。
熟習該項技藝者在此能夠看出，以上列舉並非詳盡無遺，且此處僅舉例引用的可能對比氣體與前驅氣體的任何期望組合的選擇亦可能，包括超出引用的選擇。
在一較佳的工作示例中，相對於前驅氣體的影響，存在對EsB/SE訊號（或使用的一不同訊號）具有相反影響的一對比氣體的組合。此處的影響與待蝕刻的材料及不蝕刻的材料有關。在此情況下，例如，所吸附的前驅氣體可能會降低材料的功函數（較高的SE訊號），而對比氣體可增加功函數（較低的SE訊號），反之亦然。
應注意，不是供給對比氣體（例如在蝕刻操作開始後），而是其可能亦已經存在（以低濃度），然後其濃度可能僅以一定向方式增加（例如，在蝕刻操作開始後及預期結束前）。
在偵測到蝕刻操作的轉變後，可停止蝕刻操作，以防止對缺陷材料下方的光罩材料進行不需要的蝕刻。例如，此可藉由停止粒子束來實現。
此外，同樣可將本文所述的處理實施為一電腦程式。此可為一含有多個指令的電腦程式，當執行該電腦程式時，使一電腦執行根據本文所陳述一或多個方法步驟的方法。
一微影光罩的缺陷修復可亦由一裝置執行，該裝置可包括（a.）引導構件，用於引導一粒子束到該缺陷上。該裝置可亦包括（b.）監控構件，供使用反向散射粒子、及/或二次粒子、及/或由蝕刻操作所產生的另一自由空間訊號來監控該蝕刻操作，以能夠偵測從對缺陷的蝕刻操作到對缺陷下方的光罩的一元件的蝕刻操作之轉變。最後，該裝置可包括（c.）供給構件，用於供給至少一對比氣體，以能夠增加偵測該轉變的對比。
該裝置可更包括設置成用以執行本文所述有關方法的多個步驟之構件。
可亦設置一用於修復微影光罩缺陷的裝置，使得其包括上述電腦程式，並且根據其中的指令，使該裝置執行一或多個上述方法步驟。
下面主要參考修復一微影光罩，特別是用於微影成像的光罩，來描述本發明的具體實施例。然而，本發明不限於此，可亦用於其他類型的光罩處理，或通常用於一般表面處理，例如用於微電子領域的其他物件，例如用於修改及/或修復結構化晶圓表面或微晶片表面等。例如，可修復通常分配到一表面或一表面元素上方之缺陷。即使因此在下文中提及處理一光罩表面的應用，為了保持描述清楚且更易於理解，熟習該項技藝者將牢記所揭露教示的其他可能用途。
亦指出，以下僅可更詳細描述本發明的個別具體實施例。然而，熟習該項技藝者將理解，有關這些具體實施例描述的特徵及修改選項，在不悖離本發明的範圍還可進一步修改及/或可採取其他組合或附屬組合的方式彼此組合。此外，若個別特徵或子特徵對於實現預期的結果是可有可無的，其可亦被省略。為避免不必要的重複，因此參考前面部分中的註釋及解釋，其對於現在下面的實施方式亦保留其有效性。
圖1a示出蝕刻終點的傳統方法的示意圖，該蝕刻終點是使用由一帶電粒子束引起的一蝕刻操作，用於修復微影光罩。一粒子束1，例如電子（雖然可亦使用其他帶電粒子）在此處可被導引到一第一材料2上。此第一材料2可具有或可為一暗缺陷D。此可能與在傳輸光的缺陷部位處產生不需要的吸附特徵或一不需要的相移相關聯，例如用於半導體產業中的晶圓生產。因此，一修復方法之目的是因此去除此多餘的材料。第一材料2在此可施加到一第二材料3，第二材料3作為基材或光罩。兩材料可採用材料層的形式，但其他材料配置亦可能。例如，第一材料2可局部界線配置，在由第二材料3所形成的一層頂上。
為了以一期望方式去除缺陷D，可供應一前驅氣體（此處未示出）到周圍的典型上封閉的氣體環境，該前驅氣體與帶電粒子1的入射束交互作用可導致在入射粒子束處的一局部蝕刻操作。藉由與磁場及/或電場及/或另一控制方法的交互作用，在此可系統地導引粒子入射束穿過缺陷區域，此導致缺陷D因此被去除。由於與帶電粒子1的入射束交互作用，可獲得反向散射粒子4a及/或二次粒子4b及/或另一自由空間訊號4c（即使以下所討論的工作示例僅限於反向散射及/或二次粒子，但同樣地，可亦有力地使用任何其他類型的粒子/粒子束，這些粒子/粒子束允許對蝕刻操作進程做出結論。這些粒子或此粒子束提供監控蝕刻操作的選項。由於第一材料2及第二材料3可能典型上在其組成不同（例如與其原子序有關），從反向散射粒子6及/或二次粒子7及/或自由空間訊號所偵測到的訊號5可能會發生改變。所偵測到的訊號改變可結論出，缺陷材料D已被完全去除，且帶電粒子的入射束現在正在與第二材料3交互作用。
由第一材料2組成的缺陷D被完全去除的情境如圖1b所示。在此情況下，帶粒子1可以直接擊中第二材料3，然後不再與第一材料2產生任何局部交互作用。此可能導致可偵測訊號5的一改變，使得與圖1a中所示的情境相比，來自反向散射粒子及/或二次粒子的訊號產生變化。例如，可增加反向散射粒子的訊號。或者或此外，由二次粒子產生的訊號可能衰減。
圖1a及1b中所示的一微影光罩修復方法的已知問題，特別會在當從第一材料到第二材料的轉變處，可偵測訊號不改變或以無法偵測或難以偵測的方式改變時發生。在此情況下，監控蝕刻操作非常困難。因此，僅可能以非常有限的準確度精確確定蝕刻終點，亦即由例如第一材料2組成的缺陷D被完全去除的接合點。此結果可能是，粒子束引起的蝕刻操作亦可能不小心去除部分第二材料3，因而影響光罩的吸附特徵及/或相移特徵。當兩材料2及3與帶電粒子束1具有非常相似的交互作用特徵時，特別會發生這種情況。
申請人認識到此問題及此限制並且進行優化，根據本發明，可向蝕刻操作供應一對比氣體，以能夠更精確看到第一材料2到第二材料3在蝕刻期間的材料轉變。
圖2a示出可用於修復微影光罩之蝕刻操作。除根據圖1a及圖1b的方法之外，可向蝕刻操作供應一對比氣體8。此處可選擇對比氣體8，使其較佳吸附在第二材料3上。當粒子束1擊中由第一材料2組成的缺陷D時，主要會與第一材料2交互作用，且與所供應的對比氣體8的交互作用程度較小。因此，在蝕刻操作期間，第一材料2上的可偵測訊號強度6及7可先類似於圖1a中描述的工作示例。
圖2b示出完全去除缺陷D的情境。因為在此情境下，第二材料3可暴露於所供應的對比氣體8，且可較佳選擇對比氣體8使其較佳吸附在第二材料3，粒子束1不會直接擊中第二材料3，而是擊中吸附在第二材料3上的對比氣體8的氣體粒子。關於反向散射粒子6及/或二次粒子7的產生，對比氣體8可具有不同於第二材料3的特徵，或至少在這方面改變第二材料3的特徵。這會導致來自反向散射及/或二次粒子的訊號之間的對比升高，這些粒子是粒子束1與第一材料2交互作用，或是部位9與吸附在第二材料3上的對比氣體8交互作用的結果。舉例來說，圖2b例示反向散射粒子6的訊號增加，而二次粒子7的訊號減少。然而，此僅是舉例說明。在每一情況下，可亦僅偵測這些訊號之一者及/或另一自由空間訊號，且可設想訊號強度在任一方向上的變化。
在一較佳的具體實施例中，可於不存在對比氣體下，進行局部蝕刻操作的引發。
與之相關的係，可設想一查找表的校準。在一查找表中，諸如蝕刻率、蝕刻時間、循環次數等的參數可與粒子束1的參數（例如功率、加速電壓、粒子類型等）、及/或第一材料2的參數及/或第二材料3的參數、及/或前驅氣體及/或對比氣體的參數相關聯。基於此，對於一特定的蝕刻操作，可針對各種粒子束或蝕刻參數預測從第一材料2到第二材料3的蝕刻操作之轉變接合點。此處可設想的是，存在對比氣體及不存在對比氣體兩情況下，校準查找表。
在一些具體實施例中，校準不必然在每次蝕刻操作之前發生。這是因為情況同樣可能是，查找表儲存在一儲存媒體中，且是基於歷史記錄的數據或工作參數。例如，基於所校準的查找表及/或一所儲存的查找表，可預先確定存在或不存在對比氣體的情況下，隨著時間推移的預期蝕刻進程。
無論如何，例如，僅當蝕刻進程已經進行到一預定量級時，才可供應一對比氣體8。例如，可通過一查找表來確定預定的量級。僅在蝕刻處理的過程中（例如接近其結束）供應對比氣體，可將對比氣體8對局部蝕刻操作的任何中斷影響減少到最低。例如，相較不存在對比氣體時，當存在對比氣體時會改變蝕刻率及/或蝕刻選擇性，這可能會導致對蝕刻進程及/或蝕刻品質的降低的錯誤預測。
可亦僅在供給對比氣體後，監控蝕刻操作。在此情況下，相對的感測器、程式等必須僅在供給對比氣體後或在供給時啟動。
圖3a及圖3b示出一對比氣體8的吸附特徵的一示例。此處可選擇對比氣體8，使其對吸附在第二材料3上較具親和力，而在第一材料2上僅表現出較低的吸附力。因此，所選擇的對比氣體8可導致在第一材料2的蝕刻操作轉變到第二材料3時的訊號對比的「人為」相對增加，例如在蝕刻操作期間所監控的反向散射及/或二次粒子的訊號中。此在微影光罩的修復操作期間，能夠更精確的蝕刻終點。儘管未示出，但前驅氣體當然亦可能存在於第一材料2及/或第二材料3的氣體環境（上方）中。此同樣可吸附在第一材料2及/或第二材料3的表面上，在此情況下，吸附特徵可能變化。在這些情況下，此處可亦選擇對比氣體8，使其對吸附在第二材料3上較具親和力，而在第一材料2上僅表現出較低的吸附力。因此，所選擇的對比氣體8可有助於對比的「人為」相對增加，即使存在前驅氣體10。
圖4a及圖4b示出一對比氣體8及一附加前驅氣體10的吸附特徵的示例。圖4a示出第一材料2暴露於對比氣體8及前驅氣體10兩者的情況。可選擇對比氣體8，使得其比前驅氣體10以更小的程度吸附在第一材料2上，例如使得其對第一材料2的親和力低於前驅氣體10。此可有助於使對比氣體8對第一材料2的蝕刻處理的影響程度較小。
圖4b示出第二材料3暴露於前驅氣體10及對比氣體8的情形。此處可選擇對比氣體8，使其對第二材料3的親和力高於第一材料2。因此，相較第一材料2，其可以更大程度吸附在第二材料3上。或者或此外，可選擇前驅氣體10，使其對第一材料2的親和力高於第二材料3。整體情形可能是，首先前驅氣體10更好吸附在第一材料2的表面上（圖4a），且在蝕刻操作轉變到第二材料3時， 對比氣體8至少部分從第二材料3置換前驅氣體10。
或者或此外，可選擇對比氣體8及前驅氣體10，使得相較前驅氣體10，對比氣體8更顯著吸附在第二材料3上。如此，在蝕刻操作轉變到第二材料3時，第二材料3至少部分置換前驅氣體10。
相對於對比氣體8，前驅氣體10對第二材料3的表面的覆蓋率可小於在第一材料2上的覆蓋率（可亦設想更高的覆蓋率，在此情況下，蝕刻處理往往期望保持以前驅氣體10高覆蓋第一材料2）。由於對比氣體8本身及/或由於對比氣體8與第二材料3的交互作用，使得在蝕刻操作期間可觀察到的訊號5的更高對比度（例如關於EsB及/或SE訊號）可能出現。
同樣可設想的情況是，前驅氣體10沒有顯著吸附在第一材料2或第二材料3上，而是例如僅存在於圍繞這兩材料的氣體環境中。一所選擇的對比氣體8，相較在第一材料2上，其在第二材料3上具有一更高的吸附率（例如一時間平均）及/或一更長的停留時間，可能就足夠了。吸附可從諸如物理吸附及/或化學吸附的處理，及/或導致吸附的另一處理所造成。
更具體地，相較第一材料2，吸附在第二材料3表面上的一選擇對比氣體8在EsB訊號及/或SE訊號中可產生不同的對比。藉由吸附在第二材料3表面上的對比氣體8，這相較第二材料3可能產生一更強或更弱的EsB訊號。此外，相較第二材料3的一更強或更弱的SE訊號可藉由吸附在第二材料3表面上的對比氣體8產生。最終，或者或此外，吸附在第二材料3表面上的對比氣體8會衰減從第二材料3發出的EsB及/或SE訊號。
同樣可設想，對比氣體本身沒有被顯著吸附，但平均導致前驅氣體對第一或第二材料的佔據改變。
圖5A及圖5B示出不存在對比氣體8（圖5A）及存在對比氣體8（圖5B））的情況下，確定對第一材料2的局部蝕刻操作是否已經轉變為對第一材料2下方的第二材料3的蝕刻操作可能影響。
圖5A示出一可能的可偵測訊號，由反向散射粒子及/或二次粒子或由蝕刻操作所產生的另一自由空間訊號組成，針對多個蝕刻操作（例如時間）繪製。關於這一點，附圖標記2表示，在蝕刻操作從第一材料2到第二材料3的轉變12之前，可偵測訊號與第一材料2的一局部蝕刻操作相關聯。從圖5A中明顯看出，此可能與訊號11的改變有關。在本示例中，訊號11的改變包括訊號的降低。然而，其指出，此理解僅舉例說明，且在轉變12處的訊號增加亦可能。當訊號11的改變超過一預定臨界值時，即當：
Figure 02_image001
訊號＞臨界值時，可假設一轉變12在此處。
在圖5A中，臨界值小於或相當於所偵測到的訊號中的雜訊。因此為低對比。特別是當訊號的改變，相對於預期雜訊程度較小或與之相當時，此可能發生。
圖5B具有與圖5A相同的結構，舉例來說，除了其示出當局部蝕刻操作供應一對比氣體8時對可偵測訊號的影響。在當前情況下，此導致與例如圖5A所示的相比，在轉變12處可偵測訊號（在此示例中為訊號降低）中的訊號11的改變更顯著。此能夠更精確確定轉變12，並因此更精確確定一局部蝕刻操作的蝕刻終點。要指出的是，存在對比氣體8可能亦導致轉變12處的可偵測訊號增加。
1:粒子束 2:第一材料 3:第二材料 4a:反向散射粒子 4b:二次粒子 4c:自由空間訊號 5:訊號 6:反向散射粒子 7:二次粒子 8:對比氣體 9:部位 10:前驅氣體 11:訊號 12:轉變 D:缺陷
以下實施方式將參考附圖描述本發明的可能具體實施例。
圖 1a -b為不存在對比氣體下的蝕刻終點示例；
圖 2a -b為使用一對比氣體的蝕刻終點示例；
圖 3a -b為一對比氣體的吸附特性的示例；
圖 4a -b為一對比氣體及一前驅氣體的吸附特徵的示例；
圖 5a -b為不存在及存在一對比氣體下，一局部蝕刻操作期間的轉變處之訊號演變的說明圖。
1:粒子束
2:第一材料
3:第二材料
4a:反向散射粒子
4b:二次粒子
4c:自由空間訊號
5:訊號
6:反向散射粒子
7:二次粒子
8:對比氣體
9:部位

Claims (15)

  1. 一種修復微影光罩缺陷之方法，包括： a.     引導一粒子束到該缺陷上，以引起對該缺陷的局部蝕刻操作； b.     使用反向散射粒子、及/或二次粒子、及/或由該蝕刻操作所產生另一自由空間訊號來監控該蝕刻操作，以偵測從對該缺陷的該局部蝕刻操作到對該缺陷下方的該光罩的一元件的局部蝕刻操作之轉變； c.     供給至少一對比氣體，以增加偵測該轉變的對比。
  2. 如請求項1所述之方法，更包括選擇該對比氣體，使得該對比氣體在該缺陷下方的該元件材料之一吸附率及/或停留時間係高於該對比氣體在該缺陷的材料之一吸附率或停留時間。
  3. 如請求項1或2所述之方法，其中該對比氣體影響該缺陷材料上的粒子反向散射、及/或二次粒子產生、及/或由該蝕刻操作所產生其他自由空間訊號的程度係不同於該對比氣體影響下方的該元件材料的程度。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中該粒子束在該對比氣體的一撞擊導致粒子反向散射及/或二次粒子產生。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之方法，其中該對比氣體是一惰性氣體。
  6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該對比氣體以至少兩獨立的間隔供給。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之方法，其中在該蝕刻操作開始後供給該對比氣體，較佳係，僅在從對該缺陷的該蝕刻操作到對該缺陷下方的該光罩的該元件的該蝕刻操作之該預期轉變之前。
  8. 如請求項1至7中任一項所述之方法，更包括： 在不存在該對比氣體下，引起該局部蝕刻操作； 僅在達到一預定的預期蝕刻進程之後供給該對比氣體；其中 僅在供給該對比氣體之後監控該蝕刻操作。
  9. 如請求項1至8中任一項所述之方法，包括： 供給用於該蝕刻操作的一前驅氣體。
  10. 如請求項9所述之方法，其中在供給該前驅氣體之後供給該對比氣體。
  11. 如請求項9或10所述之方法，其中該前驅氣體影響該缺陷的材料及/或該下方元件的材料之粒子反向散射及/或二次粒子產生。
  12. 如請求項9至11中任一項所述之方法，更包括選擇該對比氣體，使得其置換該下方元件的材料上的該前驅氣體，較佳係，較大於該缺陷的材料上的程度。
  13. 一種含有多個指令的電腦程式，當執行該電腦程式時，使電腦執行如請求項1至12中任一項所述之方法。
  14. 一種用於修復微影光罩缺陷之裝置，包括： a.     引導構件，用於引導粒子束到該缺陷上，以引起對該缺陷的蝕刻操作； b.     監控構件，供使用反向散射粒子、及/或二次粒子、及/或由該蝕刻操作所產生另一自由空間訊號來監控該蝕刻操作，以偵測從對該缺陷的該蝕刻操作到對該缺陷下方的該光罩的一元件的蝕刻操作之轉變； c.     供給構件，用於供給至少一對比氣體，以增加偵測該轉變的對比。
  15. 一種用於修復微影光罩缺陷之裝置，包括如請求項13所述之電腦程式。
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